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力控科技

管控一體化解決之道

城市燃氣綜合調度系統

項目概述

1.1 項目背景

      城市天然氣企業眾多的場站系統(幾十個至幾百個)地理位置分布廣,調控指揮中心如果無法及時準確的獲悉各重要場站的信息,這將給生產調度人員對整體的運營進行正確的評估及決策帶來了很大的麻煩,給所轄門站下達準確的指導指令帶來很大的困難,很難對未來的形勢和環境進行準確的評估,因此,建設一個完善的燃氣SCADA生產調度管理系統系統有助于改善企業的生產運行管理。

1.2 需求分析

      燃氣SCADA生產調度管理系統需要實時采集生產現場數據,完資源實時調配與控制。完成設備運行管理,故障分析,生產報警管理等。

本次SCADA生產調度管理系統建設內容包括:有人值守門站監控系統建設,無人值守門站生產數據采集上傳;調度中心調度管理平臺建設,將原有門站的生產數據移植或無縫接入到新的監控平臺上;在新增門站設置以計算機為核心的監控系統,實時采集所屬區域的溫度傳感器、壓力變送器、流量等設備的相關參數,并通過GPRS網絡上傳至集團。在新增的工業監測點各安裝一臺數據遠傳模塊,采集相應流量計的實時數據,并通過以太網或GPRS網絡直接上傳給集團調度中心。

通過本次系統建設,將為企業提供一個穩定可靠可信并及時的SCADA系統,對各個門站和工業監測點運行參數進行采集篩選過濾統計分析計算應用等,以科學的數據為依據,優化企業生產調度管理

1.3 系統建設目標

      燃氣SCADA生產調度管理系統是結合計算機、信息與控制技術最新發展,面向燃氣調度監控,充分利用管網的數據信息,建立燃氣管網運行模型,形成統一的管理平臺和人機界面,監測管網的實時運行狀態,生成調度策略和緊急搶修策略,保障燃氣管網安全、連續、穩定運行,提高燃氣企業管理水平和運營經濟效益。

生產調度實時數據庫管理平臺主要完成對管網輸配及場站系統數據采集和監視管理任務,將整個遠程站的數據進行處理、分析、存檔并向各遠程站發送調度及控制指令。同時實現管網在線模擬、輸送計劃、泄漏檢測及定位、運行優化、計量管理、模擬培訓等任務。

主調度控制中心的操作人員通過SCADA系統操作員工作站所提供/顯示的管網系統工藝過程的壓力、溫度、流量、密度、設備運行狀態等信息,完成對整個管網的操作和管理。

1.4 系統建設內容

      城市燃氣SCADA生產調度管理系統是以計算機為核心的分布式控制系統,由它完成對管網的監控。它由調度控制中心、容災后備控制中心、門站區域控制站(有人值守站、無人值守站)、遠程終端裝置(RTU)、通信系統等組成。

監控中心將通過通信系統與各個工藝場站的站控系統互聯,從而進行數據采集與監控,并實現輸氣調度、設備運行優化、計量管理、管道模擬等任務。監控中心SCADA系統的控制功能分為“中心控制”、“站場控制”、“就地控制”三級控制模式。監控中心的操作人員通過系統所提供的管線壓力、溫度、流量、設備運行狀態等信息,完成對管道全線及場站的運行監控和管理。

1) 建立調度中心管控平臺

建立調度中心管控平臺負責實時、歷史、報警數據的管理、存儲、檢索,通過實時數據庫來分析生產情況、匯總和統計生產數據,作為指揮、決策的依據。

2) 建立場站監控系統平臺

實時采集監測門站運行過程中工藝參數如壓力、溫度、流量、瞬時值、累積值、計劃值等,可選用表格顯示或條形圖顯示,還可進行組顯示、特定顯示等。

    1.5 系統設計原則

可擴展性系統的設計上一方面要全面滿足當前環境下的需求及未來一段時間的應用需求,另一方面要能方便地進行功能擴展,可靈活增添刪減功能模塊。

可集成性從技術發展角度和用戶需求來看,軟件結構本身應能與上層應用系統集成,做到信息共享和資源數據共享。

系統整體結構

2.1 系統拓撲圖

 

區域燃氣調度中心網絡拓撲圖

2.2 系統介紹

2.2.1 調度中心管理系統

調度中心管理系統從功能上被分為實時服務器歷史服務器應用服務器等三部分

1) 實時服務器

實時數據服務器主要為系統提供實時數據管理支撐,主要負責處理、存儲、管理從站場和RTU采集傳送來的實時數據,并為網絡中的其它服務器和工作站提供實時數據。實時數據存放在實時數據庫中,實時數據服務器中運行通信管理軟件,完成與各站場及RTU的通信連接、協議轉換、網絡管理等任務。

2) 歷史服務器

歷史數據服務器主要完成歷史數據的存儲、管理,并為網絡中的其它服務器和工作站提供數據服務。能自動恢復通信中斷期間的數據。

3) WEB服務器

Web服務器是實時監控系統與管理應用系統之間的銜接服務器。實時監控系統將有關信息寫入Web服務器,并對其實時更新。Web服務器在管理信息網絡中以網站的形式出現,它既為管理系統提供生產信息,又避免了與生產實時監控系統等無直接關系的計算機直接訪問實時監控系統服務器。

4) 部署服務器

部署服務器負責整個系統應用程序的管理,通過部署服務器可遠程更新、修改、管理各服務器的運行程序。

5) 操作員工作站

操作員工作站是調度、操作人員與調度中心計算機監控系統的人機界面(MMI),它在調度控制中心計算機監控系統中作為客戶機,操作員通過它可詳細了解管網的運行狀況并下達命令,它們通過LAN與服務器互聯并交換信息。

6) 工程師工作站

工程師工作站是系統工程師的操作平臺。工程師可通過它們對計算機監控系統的數據庫等進行維護和管理;同時還可以對系統進行二次開發,實現其所允許的功能。

2.2.2 門站監控系統

站控系統設在各門站控制室,系統主要由操作站和RTUPLC等控制系統及組成。RTU完成對所屬門站的溫度、壓力、流量、泄漏報警等各種參數的采集、處理及控制。站控計算機運行監控組態軟件實現數據的采集處理和顯示,以及異常情況的就地控制。

系統產品選型

3.1 數據庫產品介紹

3.1.1 產品概述

實時數據庫是兩化融合的整體解決方案的核心,產品的分布式的結構設計保證了發揮系統最大的運行效率,完全可以滿足企業生產信息化、綜合自動化系統、SCADA生產調度系統、DCS系統、能源管理系統、自動化監控系統等“兩化融合”應用的需要,使用戶每天都在享受力控科技的優質服務和最新的科技成果。

現代化的智能工廠是利用工藝技術、自動化技術、信息技術、現代管理技術和智能技術將生產制造與業務信息系統進行綜合集成,企業決策者通過管理駕駛艙就可以靈活快速的實現企業商業決策。運營管理人員可以通過管控一體化平臺技術構建的生產實時運營管理系統來完成企業節能降耗、安全環保等生產運營目標。

工業企業在兩化融合的大背景下,企業生產調度系統大規模集成整合與可視化進程速度加快,生產調度系統作為MES系統的核心,選用一體化數據平臺進行深入數據挖掘已經成為必然。生產調度管理系統是以經濟指標為目標,以生產過程優化運行、優化控制與優化管理為核心技術建立的企業模型,其中的企業級實時歷史數據庫和關系數據庫一起構成了企業生產調度系統的數據支撐平臺,對企業生產優化,提高運營水平起著極其重要的作用。

實時歷史數據庫可用于工廠過程的自動采集、存儲和監視,可在線存儲每個工藝過程點的多年數據,它提供了清晰、精確的操作情況畫面,可以提供工廠模型,生產運營管理、設備運行管理、歷史追憶、生產報表等多種調度管理模塊,可以說,實時歷史數據庫對于流程工廠來說就如同飛機上的“黑匣子”,是智能工廠的關鍵!

力控?企業級實時數據庫pSpace是一個高性能、高吞吐能力、可靠性強、跨平臺的實時/歷史數據庫系統,可以用于采集、壓縮、存儲、加工、分析等任何帶有時間特性的生產信息,pSpace提供全系列的工業通訊接口及ERP業務接口,實現生產監控到調度管理的完美整合。能極大地提高企業的智能化及決策的精度和速度。

3.1.2 產品架構

pSpace產品架構:

? pSpace Server實時數據庫核心服務

? IOServer:數據采集服務

? psView:可視化圖形客戶端

? psAdmin:遠程管理工具客戶端

? 擴展工具

★  計算引擎pSpace CALCE:使用腳本進行計算。

★  轉儲工具SQLRouter:與關系數據庫之間進行數據轉儲。

★  OPC服務器:pSpace數據以OPC標準進行發布。

★  同步工:在pSpacepSpace之間進行數據同步。

? APISDK

★  C API & SDK

★  .Net API & SDK

★  Java API & SDK

★  Web Service

★  IO Server SDK

★  Smart SDK

 

3.1.3 產品特點

1) 多平臺支持能力

pSpace可運行于Windows以及RedHatUbuntuCentOS等多種Linux操作系統,除x86架構的計算機外,pSpace還可運行于使用麒麟操作系統和MIPS指令集的龍芯計算機上。


 

2) 靈活的分布式軟件架構

pSpace的系統架構支持跨平臺分布式部署,功能模塊及組件程序可根據任務進行分布式部署,支持在線組態和遠程配置與管理。支持把歷史存儲、報警、事件、IO采集等各個功能組件分別建立在同一網絡不同的服務器上。

3) 完整的冗余技術

pSpace實時數據庫平臺軟件支持硬冗余的配置方式,支持多服務器、雙接口機、雙網、雙通道等多種冗余技術。支持系統集群配置,支持操作系統及第三方工具提供的冗余功能,如Windows故障轉移群集、RoseHA等。

 

4) 穩定性與安全性

pSpace采用統一的進程管理,內置“看門狗”設計,系統各進程具備自診斷與自恢復功能,充分保證整個系統的穩定與安全。

pSpace支持負載均衡,使系統的工作任務得到分解,網絡數據傳輸模塊支持斷線重連與恢復機制,保證進程之間的數據同步、網絡通訊的可靠性。

pSpace支持斷線回補來保證數據的完整性和一致性。

5) 層次化測點結構

允許將測點以節點方式來組織,可輕松完成現場實際生產結構的抽象模型,使得測點結構和實際生產單位相對應,更有條理且易于管理。

 

6) 優越的數據庫性能

pSpace數據點可達到300萬,讀寫數據峰值處理能力可達到50萬條數據每秒,能夠支持1000個以上并發客戶端連接同時操作;pSpace群集可支持3000萬數據點,讀寫數據峰值處理能力可達到800萬條數據每秒,支持1萬以上客戶端同時操作。

7) 高效的壓縮模式

數據采用二次壓縮技術,一次有損壓縮,二次無損壓縮算法,只保存數據的關鍵特征,壓縮率可達到40:1

 


8) 強大的計算引擎

pSpace計算引擎是一種具有時間確定性的在線計算引擎。pSpace計算引擎提供對pSpace數據進行二次計算和實施高級統計分析的功能。pSpace計算引擎具有分布式特性,可在整個企業范圍內進行分布式計算。

pSpace計算引擎支持強大靈活的腳本語言,支持用戶自定義函數及第三方用戶庫。任何用戶都可將pSpace計算引擎看作統一靈活的二次開發平臺,無限擴展自己的應用開發。

9) 靈活的性能調優參數

提供緩存大小,文件保存天數及點數等多個數據庫調優參數,可根據現場實際應用情況定制您的pSpace

10) 豐富的數據處理功能集

支持OPC HDA 1.20標準中定義的數據處理功能集,支持數據的插入、替換、刪除、按時間段刪除等操作,支持22種數據統計查詢方法。

提供對象模板功能,用戶可將真實的設備、流程等抽象成數據點組成的模板,再將組態的模板保存于數據庫中,通過對象模板可批量生成同類型的對象,極大的節省了組態工程的人力及時間消耗。

11) 全面而開放的接口

pSpace提供C API/ .NET API/ Java API/ WebService 等多種二次開發接口,同時還提供了OPC DAOPC UA等訪問接口,可實現測點管理、安全管理、數據管理等多種功能,為用戶二次開發提供有力支持。

12) 豐富實用的客戶端

圖形客戶端psView

做為流程畫面、報警、生產報表、趨勢曲線的實時監控圖形客戶端,也可將組態畫面發布成Web頁面,方便用戶使用瀏覽器來查看流程工藝等。

 

采集客戶端IOServer

獨立做為通訊服務器,用于現場生產過程數據的采集,支持斷線緩存。

關系數據庫轉儲工具SQLRouter

專為pSpace打造的關系數據庫解決方案,用于pSpaceServer和關系數據庫間的數據交互,轉儲方式靈活,支持多種表結構,同時提供數據統計轉儲,在線配置,二次開發接口等高級功能。

? pSpace同步工具

pSpace同步工具pSync能夠解決不同pSpace Server之間數據同步的問題,通過同步工具可實現兩臺數據庫服務器的數據鏡像以及多臺數據庫服務器向一臺中心數據庫服務器進行數據匯集等多種功能。

 

管理客戶端psAdmin

用于對pSpace中測點、數據、用戶等進行管理,并能夠監視數據庫狀態、提供報警、事件查詢、數據仿真等功能。

 

3.2 eForceCon產品介紹

3.2.1 產品概述

力控SCADA平臺組態軟件eForceCon是力控產品家族的重要組成部分,是力控科技為企業用戶的工業信息化應用提供的一個基礎軟件平臺,該SCADA平臺的設計涵蓋從現場監控站到調度中心,為企業提供從下到上的完整的生產信息采集與集成服務,從而為企業綜合自動化、工廠數字化及完整的“管控一體化”的解決方案提供支撐平臺。

力控SCADA平臺組態軟件以分布式區域實時數據庫為核心,分布式實時數據庫技術可以保證生產數據精確輸出并完成可視化,實時數據庫無限的分層結構可使大型企業信息盡收眼底。力控SCADA平臺組態軟件具有靈活的系統應用架構,可以自由構建不同規模的應用,滿足用戶對企業信息化的多樣性要求,用戶在此基礎上可以靈活的構建適合企業應用的解決方案。

力控SCADA平臺組態軟件支持獨立的歷史歸檔數據庫,可進行海量歷史數據歸檔,方便歷史數據追憶。具備分布式的數據源管理模式,SCADA平臺軟件的可視化人機交互界面無需編程,直接通過遠程數據源的組態方式就能與遠程數據庫進行信息交互,完成生產監控、查詢、曲線分析等各項功能,滿足企業“兩化融合”的需要。

3.2.2 應用架構

力控SCADA平臺組態軟件eForceCon具備靈活的架構,能滿足現有多種系統架構要求。力控產品提供了針對各行業業務特點的部署架構方案,即可以在生產調度系統中部署SCADA實現集中中控制模式,亦可以按照2級單位部署監控及調度系統來實現集中監視與分散控制管理,力控產品可適應多種架構模式來面對多種業務模式。

典型的SCADA系統架構圖

 

1) 通信服務器

通訊服務器能以有線,無線等多種通訊方式與地理分散的控制設備進行實時采集與控制,通訊服務器將實時數據提供給SCADA系統的實時及歷史服務器來完成數據的上傳與指令下達。通信服務器支持冗余配置,支持設備冗余與鏈路冗余。SCADA平臺組態軟件的通訊服務程序可獨立進行部署。

2) 實時數據服務器

分布式的實時數據庫支持多種工廠模型的信息數據類型及結構,提供多種功能點類型。實時數據庫的分層結構設計方便了“海量”的數據管理與歷史數據歸檔管理,提供了參數的“動態”注冊的負載均衡機制,圖形監控系統與數據處理和歸檔采用分離結構可以構造復雜靈活的分布式生產調度系統。

3) 歷史數據服務器

對實時數據進行海量歷史數據歸檔,提供歷史數據接口服務。歷史數據存儲歸檔支持數據定時存儲、條件存儲、變化壓縮存儲、趨勢壓縮存儲等多種技術,具備更強大的生產數據分析與統計功能。

4) 報警服務器

報警服務器是一個靈活的分布式報警構架,具備強大的報警存儲、統計、分析、顯示、查詢、事件觸發、打印等功能,并可以和語音、視頻、多媒體進行聯動,來完成一個大型生產報警管理系統。

5) 遠動及OPC服務器

以遠動規約或者OPC服務方式向上一級系統提供數據。

6) Web服務器

提供監控組態畫面的Web發布服務。Web客戶端與網絡服務器的實時數據傳輸采用事件驅動機制、變化傳輸方式,因此通過互連網遠程訪問力控Web服務器,IE“客戶端顯示的監控數據具有更好的實時性

7) 部署服務器

提供整個系統的開發部署、畫面組態等功能。

8) C/S客戶端

提供C/S架構的HMI客戶端程序,完成生產實時流程畫面、用戶管理、實時及歷史曲線、實時報警及歷史報警查詢、生產報表等可視化的監控及操作。

9) B/S客戶端

提供B/S架構,IE做為“瘦”客戶端,對系統進行可視化的監控操作。

3.2.3 產品特點

1) 靈活的系統架構

力控SCADA平臺組態軟件具有靈活的系統應用架構,可以自由構建不同規模的應用,從單用戶的客戶機/服務器系統到C/S、B/S、冗余等混合應用的大型系統,使用力控平臺組態軟件可以自由設計。系統具有靈活的擴展性,可方便的添加客戶機,不會對現有系統造成任何影響。內置的Web服務器,經過簡單配置就可以進行發布,實現在任何地方對生產過程的監控。

產品的分布式體系結構可以保證“復雜任務”的動態負載平衡,充分保證超過多個客戶端并發訪問時的系統穩定性。產品具備極大的“自由的伸縮性”,分布式可以表現在各個組件程序間的關系上,所有組件間通過一個內部的分布式實時數據庫進行信息交互。系統把歷史存儲、報警、事件、IO采集等各個功能組件分別建立在同一網絡不同的服務器上,通過同一數據層進行數據交互,這樣數據采集、運算處理和變量記錄就把負荷分散于整體系統的各個角落。

2) 分布式實時/歷史數據庫

力控科技在國內率先將分布式實時數據庫的理論引入SCADA平臺組態軟件領域,并用之來描述大型生產企業數據模型。SCADA平臺組態軟件內嵌實時和歷史數據庫,具備分布式的數據源管理模式。支持按照區域部署的方式多層分級管理數據,區域實時數據庫測點參數管理面向大型“工廠數字化模型”進行設計, 產品可適應大規模系統的數據管理與歷史數據歸檔,具備良好的數據查詢、備份、插入、導入、導出、查看機制,方便擴展應用,歷史歸檔支持獨立的歷史服務器的設計和部署,歷史歸檔支持數據的邏輯壓縮和物理壓縮算法。

 

3) 靈活方便的模板化設計環境

提供集成化的設計環境,用戶可以打造自己的開發環境和操作風格,支持多人協作和工程分辨率的調整,支持系統一機多屏配置,方便構建大型調度系統。

支持工程模板、窗口模板、畫面模板、對象模板等,支持工程模型的導入與導出、方便快速進行工程組態,提供了快速的曲線、報表、報警的模板。

具備豐富的“矢量”行業圖庫集,提供上千種豐富的圖形元素,基本圖元(直線,矩形,橢圓,多邊形等),提供典型的如開關手操器、模擬手操器、PID手操器等面板,提供自定義圖庫開發工具,用戶可以方便地生成自己的自定義圖庫。

可嵌入各種格式(BMPGIFJPGJPEGCAD等)的圖片,圖片瀏覽組件可方便瀏覽快照,畫面圖元和Flash圖元支持多種動畫連接方式來構建動態的流程畫面。

 

4) 完整的冗余與容錯技術

力控SCADA平臺軟件從系統架構設計、負載均衡、故障隔離、快速維護、冗余與容錯等技術上采用了大膽的創新與探索以構建安全的系統。 

? 冗余技術

力控SCADA平臺組態軟件支持控制設備冗余、控制網絡冗余、服務器冗余、系統網絡冗余、系統網絡客戶端冗余等多種系統冗余方式。

實時服務器(實時數據庫)支持以“軟”冗余的“溫備”工作方式,冗余的備用服務器周期性向工作服務器發送數據同步請求,工作服務器響應這些請求,實現兩個服務器之間的實時、歷史數據、時鐘同步;實時服務器也支持雙工熱備冗余模式,在具備高可用的TCP網絡下的雙實時服務器工作策略,第一時間保證可視化工作站系統“零”消耗切換,實時數據庫無間斷運行;系統還支持“硬冗余”集群配置方式,依據硬件的可靠性實現系統冗余功能。

歷史服務器(歷史數據庫)為保證數據的可用性及一致性,可采用高可用群集的方式來保證業務的連續性。一方面共享存儲避免了數據同步帶來的壓力且保證了一致性,另外客戶端也無需做任何處理便可直接訪問服務。

網絡客戶端具備一套服務器冗余狀態檢測機制,分布式部署時根據冗余策略實現自動故障、網絡異常等系統切換功能。

設備冗余支持設備冗余,通道冗余方式,支持普通的232485、以太網等控制網絡的冗余,支持控制網絡的異種通訊鏈路故障切換,多進程和多線程IO調度機制保證了通訊效率更高、速度更快。

? 容錯技術

對圖形與圖像的“隔離”的封裝設計、可視化與數據處理的分離的服務技術,避免了過多的圖形及圖像資源的消耗對數據層帶來的干擾,使不同的用戶根據行業要求可進行任意的動態圖像與圖形模式的選擇,在保證絢麗的監控效果的同時,又保證了系統的穩定性。

負載均衡技術深入到分布式組件的設計,多進程與多線程的設計使系統的工作任務得到分解,“軟”總線技術保證系統擴展方便,遠程數據傳輸支持斷線重連與恢復機制,使進程之間的數據同步、網絡通訊的可靠性得到了飛躍的提高。

具備自診斷與自恢復技術,保證系統各進程的狀態被隨時監控,故障自恢復,從而保證整個系統的穩定與安全。通訊的負載均衡與通訊效率的動態優化,有效提高了數據讀與寫的通訊效率的平衡。

 

5) 便捷的第三方系統集成環境

力控SCADA平臺組態軟件提供豐富的集成插件,可通過后臺標準化接口能夠實現多個組件間的內部對象化操作,來完成外部系統的集成,典型的復合組件包括標準關系庫集成工具、視頻集成組件、GIS組件、條形碼組件等。

力控SCADA平臺組態軟件可以完成對多種軟件系統快速集成,如典型的地理信息系統、視頻監控系統、多媒體系統等來構成了一個綜合的監控系統。

? 多媒體插件

各類多媒體插件與視頻、音頻等技術完美結合,支持包括幻燈片播放、圖片顯示、GIF動畫文件播放、FLASH文件播放,支持WINDOWS MEDIA PLAYER所支持的全部文件格式。該插件支持容器播放,至于數據類型不支持或者兼容性不能保證的情況下,可以放在VBAForm里通過力控界面里調用顯示。

 

? GIS組件

GIS組件支持豐富的地圖顯示和地圖操作功能,用戶可以自由瀏覽地圖,實現多種形式的地圖變換。

 

? 視頻組件

與視頻監控系統進行良好的集成,支持SCADA畫面如何與視頻畫面進行聯動,可以與數字視頻技術基于服務器端與客戶端方式的開放融合。

 

可以完成視頻圖像的實時播放,視頻圖像的存儲、捕捉和回放,可以播放各種格式的視頻、音頻文件,可以有效的集成視頻監控。

6) 系統安全性與用戶管理

力控SCADA平臺組態軟件提供完備的安全保護機制,以保證生產過程的安全可靠,用戶管理具備多個級別,并可根據級別限制對重要工藝參數的修改,以有效避免生產過程中的誤操作。

? 提供了安全區的概念,提供基于遠程的用戶管理,增加更多的用戶級別及安全區,管理用戶的遠程登陸信息。

? 支持工程加密,沒有此加密鎖任何非法用戶無法侵入,保護了自己的工程結構。

 

7) 強大的數據采集與轉發能力

力控SCADA平臺組態軟件支持以多種通訊方式與不同種類的設備進行數據通訊,支持通過RS232、RS422、RS485、電臺、電話輪巡撥號、以太網、移動GPRS、CDMA、GSM網絡等方式和控制設備進行通訊。支持與國內外主流的PLC、SCADA軟硬件、DCS、PAC、IPC等設備的通信與聯網等;支持通過OPCODBC、OLEDB等方式與信息化系統進行數據采集。支持以OPC、MODBUS、101104等協議對外轉發數據完成聯網。支持IO通信多“進程”調度模式,根據實際需要可自由選擇與分配信道與設備的數量。支持斷線重連和續傳,通訊故障后具備自動恢復功能,軟件支持通訊事件的記錄與存盤。軟件提供3000個以上驅動程序,軟件提供IO SDK開發包和IO快速開發工具,支持以協議宏命令的方式進行設備驅動程序開發。

 

8) Web網絡發布功能

力控SCADA平臺組態軟件具備獨立的Web發布功能,Web通訊的負載均衡使系統具備高容量的數據吞吐能力和良好的健壯性,保證幾百個Web客戶端的并發訪問。

軟件提供Web方式的DrawCom控件進行網絡發布,該控件增強了與調用者的交互機制,可通過內部的腳本函數輸出信息給外部調用者來完成交互。

 

9) 系統接口及開放性

力控SCADA平臺組態軟件采用多進程與多線程的設計和開放式體系架構,全面支持DDEOPCODBC/SQLActiveX.NET標準,可以提供實時、歷史和報警數據的遠程訪問接口,提供自定義圖形的接口,以OLE、COM/DCOM、動態鏈接庫等多種形式提供外部訪問接口。

力控SCADA平臺組態軟件具備強大的對象及OCX容器,支持系統靈活擴展訪問方式,開放的圖形界面支持封裝成ActiveX控件,通過“腳本”利用ActiveX控件容器可以完美的集成第三方的ActiveX插件,并且支持以WPF等.NET開發的程序可以集成到力控的圖形界面環境中。

3.3 數據采集網關產品介紹

為了保證整個系統數據完整性,穩定性,在各門站使用工業數據采集通訊網關pFieldComm連接到網絡進行數據采集。

3.3.1 產品概述

力控的工業數據采集通訊網關pFieldComm是一款解決目前過程自動化、電力自動化、樓宇IBMS、企業信息化中由于各軟件系統、設備通信協議不一致這類問題的產品,使用pFieldComm可以簡化系統中異種協議的轉換和系統聯網過程,使得異種協議容易接入并可轉換為標準協議(如OPC方式)并與其它系統聯網。

pFieldComm系列嵌入式工業通訊網關采用高性能的嵌入式計算平臺,可以實現采集多個不同子系統的數據,進行數據集中匯總、分類和預處理,并對多個上級調度等平臺系統進行數據轉發。可作為分布式數據采集裝置、工業協議轉換網關、電力通訊服務器或通訊前置機等使用,廣泛適用于SCADA、工業自動化、電力自動化和智能交通等行業。

pFieldComm帶有多種采集和轉發規約,同時可提供對國內國際主流平臺軟件系統,如ForceControl、InTouch、iFix、PI、PHD等的底層通訊接口,支持多級冗余通訊調度機制。其內置的實時數據處理引擎和相關控制與運算引擎,可方便的進行系統應用擴展,從而構成各種無人值守站和“黑匣子”為系統長久的數據分析提供可靠真實的數據平臺。

 

3.3.2 產品特點


該設備具備以下主要功能特點:

? OPC身份認證機制和批量控制功能

? 支持遠程集中配置及監視管理

? 集成斷線緩存功能

? 實現采集多個不同子系統的數據,進行數據集中匯總、分類和預處理

? 對多個上級調度等平臺系統進行數據轉發

? 適用于物聯網、石油、石化、冶金、電力、化工、樓宇、軌道交通等多行業

支持DCS、PLC、RTU、智能儀器儀表等千余種工業通訊協議


系統功能

4.1 生產監控與調度管理

調度控制中心是燃氣輸配管網自動控制系統的調度指揮中心,在正常情況下操作人員在調度控制中心通過計算機系統即可完成對輸配系統的監控和運行管理等任務,調度中心采集各個門站、備用氣源站、高中壓調壓站、重要工業用戶、重點壓力檢測點、閥室等現場數據,并對采集的數據進行分析處理,做為整個管網調度依據。調度控制中心主要是對整個燃氣輸配管網進行生產調度,并對各個調壓站、閥室、重點用戶等現場設備狀態進行監控,及時對設備異常狀況進行維護調度,對突發事件進行搶修調度,對整個天然氣輸配管網進行科學的調度和維護。調度中心SCADA系統需要預留和負荷預測、管網仿真、GIS系統、搶修系統等通信接口。

 

調度中心生產監控及管理系統具有以下主要功能:

對管網輸配系統數據采集和監視管理任務,將整個遠程站的數據進行處理、分析、存檔并向各遠程站發送調度及控制指令。同時實現管網在線模擬、輸送計劃、泄漏檢測及定位、運行優化、計量管理、模擬培訓等任務。主調度控制中心的操作人員通過SCADA系統操作員工作站所提供/顯示的管網系統工藝過程的壓力、溫度、流量、密度、設備運行狀態等信息,完成對整個管網的操作和管理。

調度中心生產監控及管理系統其主要功能如下:

? 工藝流程的動態顯示;

? 大型工業用戶信息管理;

? 報警顯示、報警管理以及事件的查詢、打印;

? 實時數據的采集、歸檔、管理以及趨勢圖顯示;

? 歷史數據的歸檔、管理以及趨勢圖顯示;

? 下達調度和操作命令;

? 生產統計報表的生成和打印;

? 標準組態應用軟件和用戶生成的應用軟件的執行;

? 控制權限的確定;

? 發布ESD命令;

? SCADA系統設備管理及設備報警;

? 網絡監視及網絡設備管理;

? 通信通道監視及管理,通信通道故障時主備信道的自動切換;

? 調度功能(提供生產調度、維護調度、搶修調度模塊);

? 與企業自動化管理平臺連接,提供開放式數據接口,進行數據交換;

? 模擬培訓;

? 場站視頻監控。

 

4.2 實時監測管網數據

該功能的實現主要借助SCADA系統將分布在主城區各SCS站所采集的管網設備的運行參數匯集到MCC監控界面上來。并結合GIS系統提供的天然氣管網地理信息,將管網各監測點的信息(壓力、溫度、流量等)實時地顯示在MCC的大屏幕監視屏上。同時該信息還通過WEB服務器發布,供聯網的客戶端瀏覽。

 

4.3 顯示各站的動態工藝流程圖

利用實時數據庫和GIS系統強大的繪圖工具可以根據用戶的要求,隨心所欲地繪制三維動態工藝流程畫面,將整個工藝流程直觀地在計算機上顯示出來。可以看到相關開關量、設備的運行/停止、模擬量的實時變化等,圖形目標的前景色、背景色及目標的動態移動方向均可任意指定,并可動態變化。

SCS站操作運行過程中,工藝參數如壓力、溫度、流量、瞬時值、累積值、計劃值等,可選用表格顯示或條形圖顯示,還可進行組顯示、特定顯示等。

這些信息還可通過WEB服務器發布,供聯網的客戶端瀏覽。

 

4.4 實時和歷史數據趨勢圖、棒狀圖顯示

歷史趨勢:根據用戶的需要我們可以將相關的監控點數據生成歷史趨勢圖。通過歷史趨勢,用戶可以查看以前特定某段(點)時間的歷史圖形記錄,可以查找故障發生的時間,變化趨勢,從而找出系統的故障原因。

實時趨勢:同樣可以生成實時趨勢圖,用于分析模擬量參數(如流量、溫度、壓力等)的變化趨勢,以更好地讓操作人員掌握系統參數的變化趨勢,使系統保持最佳運行。

這些信息還可通過WEB服務器發布,供聯網的客戶端瀏覽。

 

 


4.5 下達調度和操作命令

系統操作員可以根據管網輸配氣的需要,下達調度指令給各SCS站或直接操作任何可以操作的閥門或其它執行器,同時監視指令運行狀況。

4.6 報警和事件管理

對于監控站的設備或系統部件故障報警、診斷報警等,管理軟件能自動處理。對工藝過程報警管理軟件進行報警組態后自動處理。系統對任一報警可以用監控站內置喇叭發出聲報警,也可以用將重要參數報警組態為報警出現時輸出到某個數字量輸出點,以驅動外接音響。對于每個報警可以組態為報警發生時系統自動切換至報警參數所在畫面,同時在報警提示行以醒目的顏色顯示報警信息。

每個報警可以組態是否需要打印及打印風格,工作站上顯示的報警處均帶有日期和時間,同時對報警參數恢復的日期和時間同樣進行顯示和記錄。對于每個報警類型組態的方法是在報警組態的對話框內完成的。報警和打印的時間分辨率最高為1秒。

報警詳細內容如下:

報警/事件具有優先顯示權,除在流程上單點顯示外,還報警或事件狀況列表顯示,表中至少包括標志符(位號)、數值、說明、時間(年、月、日、時、分、秒)、位置等。

報警具有容易引起警覺的聲響輸出,具有語音提示功能;報警顯示可由操作員抑制或消除;對過程變量超限數值應給出警告、危險二級報警。

 

4.7 各種報表生成和打印

報表格式可以根據生產的實際要求,通過監控軟件與EXCEL電子表格的動態鏈接,任意定義各類表格及其格式,如班報表、日報表、月統計表,甚至年統計表等等。并且可以統計每一個報表的最大、最小值,做出相應的棒圖、趨勢圖、X-bar圖等數據分析方案,使整個管網運行、設備優化和企業管理進入全面量化控制過程。利用定時打印設置功能,可以設置定時自動打印各類報表,也可以根據需要人工干預,隨時打印所需報表。

 

 

4.8 網絡監視和管理

管理軟件同樣也能對系統自身的運行進行自診斷并形成報告,監視整個系統的工作運行狀態,以便對系統進行管理和維護。系統具有以下管理功能。

系統的自診斷和故障分析功能

網絡監視及管理功能

通信通道監視及管理功能

系統時間同步功能

設備管理功能

班組日常管理功能

 

4.9 權限管理

鑒于精細化管理的要求,系統所提供的所有功能均可以對不同用戶進行授權,所有用戶均可以具有不同的角色和用戶組。權限管理主要包括三部分內容:用戶管理、角色管理、用戶組管理。

1) 用戶管理

系統提供了對用戶進行逐個授權的機制,即可以根據用戶的實際職責,在系統中為其賦予不同的角色,而不同的角色會具有不同的功能,通過用戶角色授權后,用戶登錄到系統中將只能使用那些可以看到的菜單項,從而實現了靈活的用戶授權管理。

2) 角色管理

在進行用戶授權時,對于每個用戶是以其所具有的角色來確定其功能范圍的,而角色就是與功能溝通的橋梁,每個角色可以具有一個或多個功能,這些功能共同構成一個角色,這樣對用戶進行授權時可以更加清楚簡潔。每個單位可以具有其不同的角色定義,各單位之間互不沖突。

3) 用戶組管理

考慮到一個單位內的多個系統用戶可能具有同樣的功能權限,系統提供了用戶組的概念,即可以將需要具有同樣功能的用戶加到同一個用戶組內,然后對這個用戶組進行功能授權。每個單位可以具有不同的用戶組,互不沖突。


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